大豆硫素代謝與蛋白質(zhì)功能組分的關(guān)系.pdf

1、試驗(yàn)于2007-2008年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)植物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。試驗(yàn)材料選用不同品質(zhì)類型大豆東農(nóng)46（高脂肪）和黑農(nóng)35（高蛋白），其中東農(nóng)46也作為硫代謝相關(guān)基因序列分析的試驗(yàn)材料。盆栽試驗(yàn)，每盆裝15kg土與砂的混合物（重量比1:1）以降低土壤基礎(chǔ)肥力，分別設(shè)置三個(gè)施硫水平S0（0 g·kg-1土）、S20（0.02 g·kg-1土）、S80（0.08g·kg-1土），兩個(gè)施氮水平N50（50kg·hm-2）和N100（100kg·

2、hm-2），研究硫氮互作對(duì)大豆硫素含量、硫代謝關(guān)鍵酶及品質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：
　　 硫氮互作影響大豆植株各器官硫、氮素濃度。葉片、主莖、葉柄和英皮硫、氮素含量在生育期內(nèi)呈下降趨勢(shì)，子粒硫、氮素含量則持續(xù)增加。硫肥對(duì)各器官硫素含量主效應(yīng)大于氮肥，施硫能提高大豆各器官硫素含量。氮肥對(duì)主莖、子粒中氮素含量主效應(yīng)顯著，在葉片、莢皮中不顯著，施硫能促進(jìn)氮的吸收利用。大豆植株N/S變化范圍為1.52～20.26，葉片、莢皮、子粒的N/S

3、在硫素充足時(shí)趨于穩(wěn)定，在缺硫下上升。
　　 硫氮互作對(duì)鼓粒期大豆子粒氨基酸含量和GSH含量有顯著影響。子粒胱氨酸、蛋氨酸及含硫氨基酸總量呈上升趨勢(shì)，施硫、施氮能提高其含量。高氮下缺硫?qū)е绿於彼岷凸劝彼岷吭黾?，隨著子粒成熟差異逐漸消失。N/S與主要氨基酸呈正相關(guān)，與含硫氨基酸相關(guān)性呈弱負(fù)相關(guān)。硫肥對(duì)葉片、子粒GSH含量影響受發(fā)育時(shí)期控制，在鼓粒后期作用顯著，施硫處理保持穩(wěn)定，未施硫處理顯著下降。氮肥處理對(duì)GSH含量無顯著影響。

4、
　　 RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增ATP硫?；福ˋTPS）基因片段，所得ATPS的cDNA全長(zhǎng)1310bp，ORF長(zhǎng)801bp，始于第306位堿基，終于第1106位堿基，共編碼267個(gè)氨基酸，分子量為29.93KDA，等電點(diǎn)為6.20。東農(nóng)46的ATPS序列與豆科植物親緣關(guān)系近，含有nt_trans（nucleotidyl transferase）superfamily保守結(jié)構(gòu)域。ATPS mRNA的相對(duì)表達(dá)量受發(fā)育的調(diào)控，在子粒成

5、熟期內(nèi)呈下降趨勢(shì)，缺硫和硫素過量都會(huì)抑制ATPS mRNA的表達(dá)，施氮能促進(jìn)東農(nóng)46ATPS mRNA表達(dá)，發(fā)育后期差異消除。
　　 RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增基因APS還原酶（APR）基因片段，所得APR的cDNA全長(zhǎng)1506bp，ORF長(zhǎng)1026 bp，始于第323bp，終于第1348bp，共編碼342個(gè)氨基酸，分子量38.09KDA，等電點(diǎn)為6.35，含有PAPS_reductase和Thioredoxin（TRX）-like

6、superfamily兩個(gè)保守結(jié)構(gòu)域。東農(nóng)46 APR mRNA的相對(duì)表達(dá)量受發(fā)育的調(diào)控，在子粒成熟期內(nèi)呈下降趨勢(shì)，缺硫上調(diào)表達(dá)APRmRNA，黑農(nóng)35APR mRNA對(duì)外源硫氮營(yíng)養(yǎng)的應(yīng)答反應(yīng)無明顯規(guī)律。
　　 RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增基因絲氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶（SAT）基因片段，所得SAT的cDNA全長(zhǎng)911bp，ORF長(zhǎng)620bp，位于氨基酸序列的第184-804位，共編碼207個(gè)氨基酸，分子量21.68KDA，等電點(diǎn)7.78，cDN

7、A序列同豆科作物同源性高。含有cysE、LbetaH超基因家族和SATase_Nsuperfamily的保守區(qū)域。黑農(nóng)35 SAT mRNA的相對(duì)表達(dá)量在整個(gè)生育期內(nèi)保持較高水平，子粒成熟前期表達(dá)量較高且處理間差異顯著，后期表達(dá)差異消失。缺硫抑制SAT mRNA表達(dá)，施硫能提高其表達(dá)量，但過量施硫會(huì)降低表達(dá)。
　　 RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增基因氧乙酰絲氨酸硫醇裂解酶（OAS-TL）基因片段，所得OAS-TL的cDNA全長(zhǎng)1059bp

8、，ORF始于第58位堿基，終于第912位堿基，共編碼284個(gè)氨基酸。分子量為28.49KDA，等電點(diǎn)為5.45。類屬于超基因家族PALP，其核酸序列其它物種同源性很高。鼓粒期大豆子粒OAS-TL活性持續(xù)下降，后期處理間差異不顯著。硫不足和過量都降低活性，高氮處理大于低氮處理。OAS-TL基因表達(dá)受發(fā)育的調(diào)控，其mRNA表達(dá)在子粒發(fā)育早期表達(dá)較強(qiáng)，隨成熟逐漸降低。適當(dāng)?shù)牧虻浔瓤梢员３諳AS-TL mRNA在高水平下表達(dá)，低氮時(shí)中硫處理表

9、達(dá)水平高、高氮時(shí)高硫處理表達(dá)水平高。
　　 硫氮互作對(duì)大豆各品質(zhì)性狀的影響不同。高氮下增施硫肥可提高東農(nóng)46蛋白質(zhì)含量；黑農(nóng)35蛋白質(zhì)含量隨施硫量增加而增加；東農(nóng)46的總氨基酸、人體必需氨基酸和含硫氨基酸總量都小于黑農(nóng)35。硫氮肥對(duì)東農(nóng)46、黑農(nóng)35含硫氨基酸作用效果一致，高氮處理大于低氮處理，施硫處理大于未施硫處理。施硫、施氮降低粗脂肪含量。低氮下施硫能提高東農(nóng)46和黑農(nóng)35脂肪酸總量。施氮降低了油酸和亞油酸總量，提高了亞麻酸